Mostra të mëdha të motorëve të përzier. Motori Stirling - si funksionon

Parimi themelor i funksionimit të motorit Stirling është alternimi i vazhdueshëm i ngrohjes dhe ftohjes së lëngut të punës në një cilindër të mbyllur. Zakonisht ajri vepron si një lëng pune, por hidrogjeni dhe heliumi përdoren gjithashtu.

Cikli i motorit Stirling përbëhet nga katër faza dhe ndahet në dy faza kalimtare: ngrohja, zgjerimi, kalimi në një burim të ftohtë, ftohja, ngjeshja dhe kalimi në një burim nxehtësie. Kështu, kur kalon nga një burim i ngrohtë në një burim të ftohtë, gazi në cilindër zgjerohet dhe tkurret. Në të njëjtën kohë, presioni ndryshon, për shkak të të cilit mund të merret punë e dobishme. Meqenëse shpjegimet teorike janë shumë ekspertë, dëgjimi i tyre ndonjëherë është i lodhshëm, kështu që le të kalojmë në një demonstrim vizual të motorit Sterling.

Si funksionon motori Stirling
1. Një burim i jashtëm i nxehtësisë ngroh gazin në fund të cilindrit të shkëmbyesit të nxehtësisë. Presioni i gjeneruar e shtyn pistonin e punës lart.
2. Volanti shtyn pistonin e zhvendosjes poshtë, duke lëvizur kështu ajrin e nxehtë nga poshtë në dhomën e ftohjes.
3. Ajri ftohet dhe kontraktohet, pistoni i punës zbret.
4. Pistoni i zhvendosjes lëviz lart, duke lëvizur kështu ajrin e ftohur në fund. Dhe cikli përsëritet.

Në një makinë Stirling, lëvizja e pistonit të punës zhvendoset 90 gradë në krahasim me lëvizjen e pistonit të zhvendosjes. Në varësi të shenjës së këtij ndërrimi, makina mund të jetë një motor ose një pompë nxehtësie. Në 0 gradë ndërrim, makina nuk kryen asnjë punë (përveç humbjeve të fërkimit) dhe nuk e gjeneron atë.

Një shpikje tjetër e Stirling, e cila u rrit Efikasiteti i motorit u bë një rigjenerues, i cili është një dhomë e mbushur me tela, kokrriza, fletë të valëzuara për të përmirësuar transferimin e nxehtësisë së gazit kalues ​​(në figurë, rigjeneruesi zëvendësohet nga pendët e radiatorit ftohës).

Në 1843, James Stirling e përdori këtë motor në një fabrikë ku ai punonte si inxhinier në atë kohë. Në vitin 1938, Philips investoi në një motor Stirling me mbi dyqind kuaj fuqi dhe mbi 30% efikasitet.

Përparësitë e motorit Stirling:

1. Gjithëngrënës. Ju mund të përdorni çdo karburant, gjëja kryesore është të krijoni një ndryshim të temperaturës.
2. Niveli i ulët i zhurmës. Meqenëse puna bazohet në rënien e presionit të lëngut të punës, dhe jo në ndezjen e përzierjes, zhurma është dukshëm më e ulët në krahasim me motorin me djegie të brendshme.
3. Thjeshtësia e dizajnit, pra një diferencë e lartë sigurie.

Sidoqoftë, të gjitha këto avantazhe në shumicën e rasteve tejkalohen nga dy disavantazhe të mëdha:

1. Dimensione të mëdha... Lëngu i punës duhet të ftohet, dhe kjo çon në një rritje të konsiderueshme të masës dhe madhësisë për shkak të rritjes së radiatorëve.
2. Efikasitet i ulët. Nxehtësia nuk furnizohet drejtpërdrejt me lëngun e punës, por vetëm përmes mureve të shkëmbyesve të nxehtësisë, respektivisht, humbjet e efikasitetit janë të mëdha.

Me zhvillimin e motorit me djegie të brendshme, motori Stirling ka shkuar ... jo, jo në të kaluarën, por në hije. Përdoret me sukses si termocentrale ndihmëse në nëndetëse, në pompat e nxehtësisë në termocentralet, si konvertues të energjisë diellore dhe gjeotermale në energji elektrike, projektet hapësinore shoqërohen me të për të krijuar termocentrale që veprojnë në karburant radioizotop (prishja radioaktive ndodh me lëshimin i temperaturës, kush nuk e dinte) Kush e di, ndoshta një ditë motori Stirling do të ketë një të ardhme të madhe!

Motori Stirling, dikur i famshëm, u harrua për një kohë të gjatë për shkak të përdorimit të përhapur të një motori tjetër (djegie e brendshme). Por sot ne dëgjojmë gjithnjë e më shumë për të. Ndoshta ai ka një shans të bëhet më popullor dhe të gjejë vendin e tij në një modifikim të ri në botën moderne?

Histori

Motori Stirling është një motor nxehtësie që u shpik në fillim të shekullit të nëntëmbëdhjetë. Autori, siç e dini, ishte njëfarë Stirling i quajtur Robert, një prift nga Skocia. Pajisja është një motor me djegie të jashtme, ku trupi lëviz në një enë të mbyllur, duke ndryshuar vazhdimisht temperaturën e tij.

Për shkak të përhapjes së një lloji tjetër të motorit, ai pothuajse u harrua. Sidoqoftë, falë përparësive të tij, sot motori Stirling (shumë amatorë e ndërtojnë atë në shtëpi me duart e tyre) po kthehet përsëri.

Dallimi kryesor nga një motor me djegie të brendshme është se energjia e nxehtësisë vjen nga jashtë, dhe nuk gjenerohet në vetë motorin, si në një motor me djegie të brendshme.

Parimi i funksionimit

Ju mund të imagjinoni një vëllim ajri të mbyllur të mbyllur në një strehë me një membranë, domethënë një pistoni. Kur trupi nxehet, ajri zgjerohet dhe kryen punë, duke përkulur kështu pistonin. Pastaj ftohet dhe paloset përsëri. Ky është cikli i mekanizmit.

Nuk është çudi që shumë motorë termoakustikë Stirling të bërë vetë janë bërë në shtëpi. Mjetet dhe materialet për këtë kërkojnë minimumin që mund të gjendet në shtëpinë e secilit. Konsideroni dy menyra te ndryshme sa e lehte eshte ta krijosh.

Materialet për punë

Për të bërë një motor Stirling me duart tuaja, do t'ju nevojiten materialet e mëposhtme:

• kallaj;
• foli çeliku;
• tub bronzi;
• sharrë hekuri;
• dosje;
• stendë druri;
• gërshërë për metal;
• detajet e fiksuesve;
• Makine per ngjitjen e metalit;
• bashkim;
• lidhës;
• makinë.

Është e gjitha. Pjesa tjetër është një çështje e teknikës së thjeshtë.

Si të bësh

Një kuti zjarri dhe dy cilindra për bazën janë përgatitur nga kallaji, nga të cilët do të përbëhet motori Stirling, i bërë me dorë. Dimensionet zgjidhen në mënyrë të pavarur, duke marrë parasysh qëllimet për të cilat është menduar kjo pajisje. Le të supozojmë se motori është duke u bërë për qëllime demonstrimi. Atëherë fshirja e cilindrit kryesor do të jetë nga njëzet në njëzet e pesë centimetra, jo më shumë. Pjesët e tjera duhet të përshtaten me të.

Në krye të cilindrit për lëvizjen e pistonit, bëhen dy zgjatime dhe vrima me një diametër prej katër deri në pesë milimetra. Elementet do të veprojnë si kushineta për gjetjen e montimit të fiksimit.

Tjetra, ata bëjnë lëngun e punës të motorit (uji i zakonshëm do të bëhet ai). Rrathët e kallajit ngjiten në cilindër, i cili mbështillet në një tub. Në to bëhen vrima dhe tubat prej bronzi futen nga njëzet e pesë deri në tridhjetë e pesë centimetra në gjatësi dhe katër deri në pesë milimetra në diametër. Në fund, ata kontrollojnë se sa e ngushtë është bërë dhoma duke e përmbytur me ujë.

Më pas vjen zhvendosësi. Për prodhimin, merrni një bosh nga një pemë. Në makinë, ata po përpiqen ta bëjnë atë të marrë formën e një cilindri të zakonshëm. Zhvendosësi duhet të jetë pak më i vogël se diametri i cilindrit. Lartësia optimale zgjidhet pasi është bërë motori Stirling i bërë vetë. Prandaj, në këtë fazë, gjatësia duhet të marrë një diferencë.

Folja shndërrohet në një shufër cilindri. Një vrimë është bërë në qendër të enës prej druri, e përshtatshme për rrjedhin, futeni atë. Në pjesën e sipërme të shufrës, është e nevojshme të sigurohet një vend për pajisjen e shufrës lidhëse.

Pastaj ata marrin tuba prej bakri katër centimetra e gjysmë të gjatë dhe dy centimetra e gjysmë në diametër. Një filxhan kallaji është ngjitur në cilindër. Një vrimë është bërë në anët e mureve për komunikimin e enës me cilindrin.

Pistoni është gjithashtu i përshtatshëm për torno nën diametrin e një cilindri të madh nga brenda. Në krye, kërcelli është i lidhur në një mënyrë të varur.

Asambleja ka përfunduar dhe mekanizmi është ngritur. Për ta bërë këtë, pistoni futet në një cilindër më të madh dhe lidhet me një cilindër tjetër më të vogël.

Një mekanizëm fiksimi është ndërtuar në një cilindër të madh. Një pjesë e motorit është e fiksuar me një hekur bashkues. Pjesët kryesore janë të fiksuara në një bazë prej druri.

Cilindri është i mbushur me ujë dhe një qiri është vendosur nën pjesën e poshtme. Motori Stirling, i bërë me dorë nga fillimi në fund, është testuar për funksionueshmëri.

Metoda e dytë: materiale

Motori mund të bëhet në një mënyrë tjetër. Për ta bërë këtë, do t'ju duhet materialet e mëposhtme:

• kallaj;
• gome shkumë;
• kapese letrash;
• disqe;
• dy bulona.

Si të bësh

Goma e shkumës përdoret shumë shpesh për të bërë një motor të thjeshtë, jo të fuqishëm Stirling në shtëpi me duart tuaja. Prej tij përgatitet një zhvendosës për motorin. Pritini rrethin e shkumës. Diametri duhet të jetë pak më i vogël se ai i një kanaçe kallaji, dhe lartësia duhet të jetë pak më shumë se gjysma.

Një vrimë është bërë në qendër të kapakut për shufrën lidhëse të ardhshme. Për ta bërë atë të ecë pa probleme, kapësja e letrës paloset në një spirale dhe ngjitet në kapak.

Rrethi i gomës së shkumës në mes është shpuar me një tel të hollë me një vidë dhe fiksuar në krye me një rondele. Pastaj një copë kapëse letre lidhet me bashkim.

Zhvendosësi shtyhet në vrimën në kapak dhe kavanoza dhe kapaku ngjiten së bashku për t'u vulosur. Një lak i vogël bëhet në një kapëse letre, dhe një vrimë tjetër, më e madhe në kapak.

Fleta e kallajit mbështillet në një cilindër dhe ngjitet, dhe pastaj ngjitet në kavanoz në mënyrë që të mos ketë boshllëqe fare.

Kapësja e letrës është kthyer në një bosht me gunga. Hapësira duhet të jetë saktësisht nëntëdhjetë gradë. Gjuri mbi cilindrin është bërë pak më i madh se tjetri.

Pjesa tjetër e kapëseve konvertohen në rafte boshtesh. Membrana është bërë si më poshtë: cilindri mbështillet në një film polietileni, shtypet dhe fiksohet me një fije.

Shufra lidhëse është bërë nga një kapëse letre që futet në një copë gome dhe pjesa e përfunduar është ngjitur në membranë. Gjatësia e shufrës lidhëse është bërë e tillë që membrana të tërhiqet në cilindër në pikën bruto të poshtme dhe të shtrihet në pikën më të lartë. Pjesa e dytë e shufrës lidhëse është bërë në të njëjtën mënyrë.

Pastaj njëri është ngjitur në membranë dhe tjetri në zhvendosësin.

Këmbët e kavanozit gjithashtu mund të bëhen nga kapëse letre dhe të ngjiten. Një CD përdoret për fiksimin.

Kështu që i gjithë mekanizmi është gati. Mbetet vetëm për të zëvendësuar dhe ndezur një qiri nën të, dhe pastaj të bëni një shtytje nëpër volant.

Përfundim

I tillë është motori Stirling me temperaturë të ulët (i ndërtuar vetë). Sigurisht, në një shkallë industriale, pajisje të tilla prodhohen në një mënyrë krejtësisht të ndryshme. Sidoqoftë, parimi mbetet i pandryshuar: vëllimi i ajrit nxehet dhe pastaj ftohet. Dhe kjo përsëritet vazhdimisht.

Së fundi, shikoni këto vizatime të motorit Stirling (mund ta bëni vetë pa aftësi të veçanta). Ndoshta tashmë jeni ndezur me idenë dhe dëshironi të bëni diçka të ngjashme?

Sot në lidhje me motorin Stirling.
(shumë video interesante)
Pjesa 1.
Për shumë njerëz, nuk dihet se çfarë është, kështu që do të ketë shumë teori.
Kjo shpikje e mrekullueshme quhet edhe një motor me djegie të jashtme.
Pistoni i punës është i mbushur me ajër ose gaz dhe është i ekspozuar ndaj nxehtësisë nga jashtë.
Pra, për një motor të tillë, benzina nuk është e nevojshme, mund të funksionojë në çdo gjë që gjeneron nxehtësi, diell, dru zjarri, qymyr, gaz, naftë, karburant bërthamor. Kudo që mund të merrni ndryshimin e temperaturës, ka modele që funksionojnë edhe nga nxehtësia e dorës.

Funksionimi i motorit nga nxehtësia e filxhanit:

Mjafton të thuhet se frigoriferët, pompat e nxehtësisë dhe kondicionerët janë në fakt edhe motorë Stirling, që funksionojnë vetëm në drejtim të kundërt.

Instalimet diellore industriale ku rrezet e diellit janë të përqendruara në lëngun e punës të motorit, duke krijuar një ndryshim të madh të temperaturës.
Fuqia e instalimeve të tilla arrin 50-70 kW.

Efikasiteti i motorëve të tillë mund të jetë nga 5 për modelet konvencionale në 70% për versionet industriale që veprojnë nën një presion prej 300 atmosferash, që është 50-70% më e lartë se motorët me djegie të brendshme. Mjafton të thuhet se motorët Stirling përdoren në anijet kozmike dhe nëndetëset më të fundit.

Ky është një motor i zhvilluar nga NASA për punë në hapësirë, me një fuqi prej 2500 kW.
lëngu i punës në hidrogjen nën një presion prej 300 atmosferash.

Atëherë lind pyetja, pse kjo shpikje mrekulli nuk ia vlen në çdo shtëpi dhe oborr,
kur është e mjaftueshme për të vënë mediumin e punës në një zjarr të rregullt dhe për të shijuar praninë e energjisë elektrike? Unë mendoj se përgjigja është e qartë, për sa kohë që ka vaj dhe ata që e zotërojnë atë në përdorim normal, ne nuk do ta shohim.
Për të kontrolluar rezervat e naftës, luftërat fillojnë dhe shtete të tëra fshihen.
Unë mendoj se askush nuk është i befasuar që Shtetet e Bashkuara sjellin demokraci vetëm në ato vende ku ka prodhim nafte, Siri, Kuvajt, Irak, Libi, Iran, Sudan, Pakistan, etj.
Dhe për disa arsye nuk ka interes për regjimet e tjera diktatoriale.

Ishte teksti i këngës.
Shitet një motor Stirling i prodhuar në mënyrë industriale për qëllime shtëpiake, por çmimi i tij është absolutisht i paarsyeshëm në rajonin prej 20-25 mijë dollarë. Me një fuqi prej 5-7 kW.
Ndoshta nuk janë shumë ata që dëshirojnë.

Vetëm kohët e fundit një kompani gjermane që prodhon kaldaja për ngrohje shtëpiake ka marrë një licencë për të instaluar motorë me një gjenerator linear të rrymës në produktet e saj.
Me fuqi termike 16-20 kW. (kjo është afërsisht ngrohja e një shtëpie me sipërfaqe 120-150 metra)
e gjithë nxehtësia e tepërt nuk del në tub, por shndërrohet në energji elektrike me rreth 2 kW.
Madhësia e një konvertuesi të tillë është si një termos 3 litra.
Difficultshtë e vështirë të thuhet se sa do të kushtojnë kaldaja të tilla, por të kesh një konvertues të tillë,
çështja e furnizimit me energji elektrike do të zgjidhej. Vendoseni lëngun e punës në një zjarr ose furrë dhe kaq!
Dikush mund të imagjinojë se si paqëndrueshmëria do të kthehej përmbys nëse në çdo dhomë kazani që furnizon ngrohje për të ngrohur zona të tëra do të kishte Stirling të madh në furrat shtypje e lartë... Ndoshta për të gjithë sezonin e ngrohjes ishte e mundur të mos varej nga termocentralet.
Dhe kush, atëherë, do të sjellë mega fitime për kompanitë gjeneruese?

Në shitje mund të gjeni modele të bukura, funksionale Stirling,
por modelet janë gjithashtu shumë të shtrenjta, për shembull ai në foto kushton 32,000 rubla.

Video nga puna e tyre:

Fotografitë e modeleve të bëra në shtëpi

Video e motorëve të bërë në shtëpi:

Ata madje punojnë nga dielli:

Makinë më e avancuar dhe e fuqishme e ftohur me ujë:

Një video interesante e punës së një modeli shkollor:

Ne nuk jemi të përkëdhelur me modele industriale.
Por askush nuk mund të ndalojë bërjen e një motori të tillë vetë, edhe pse do të jetë shumë më pak i besueshëm dhe produktiv sesa model industrial, por do të jetë gjithëpjekëse, e cila është pikërisht ajo që na nevojitet.
Për ata që kanë shpuar dhe gjetur vaj në kopshtin e tyre, kjo nuk është një temë për ju,
shikoni për diagramet e fotove të distilimit.)))

Histori.
Motori Stirling u patentua për herë të parë nga prifti skocez Robert Stirling më 27 shtator 1816. Parimi themelor i funksionimit të motorit Stirling është alternimi i vazhdueshëm i ngrohjes dhe ftohjes së lëngut të punës në një cilindër të mbyllur.
Vlen të thuhet se i pari industrial Stirling punoi në një fabrikë mekanike, duke drejtuar një çekiç mekanik për 80 vjet.
Në 1843, James Stirling e përdori këtë motor në një fabrikë ku ai punonte si inxhinier në atë kohë. Në vitin 1938, Philips investoi në një motor Stirling me një kapacitet më shumë se dyqind kuaj fuqi dhe një kthim prej më shumë se 30%. Motori Stirling ka shumë përparësi dhe ishte i përhapur në epokën e motorëve me avull.
Ekzistojnë në thelb tre lloje të motorëve të përzierjes.

Alpha Stirling - përmban dy pistona të veçantë të fuqisë në cilindra të veçantë. Një pistoni është i nxehtë, tjetri është i ftohtë. Cilindri i pistonit të nxehtë ndodhet në shkëmbyesin e nxehtësisë me më shumë temperaturë të lartë, ndërsa cilindri me pistonin e ftohtë është në shkëmbyesin më të ftohtë të nxehtësisë. Keni të këtij lloji raporti i fuqisë-vëllimit të motorit është mjaft i lartë, por, për fat të keq, temperatura e lartë e pistonit "të nxehtë" krijon probleme të caktuara teknike.

Rigjeneruesi ndodhet midis pjesës së nxehtë të tubit lidhës dhe atij të ftohtë.

Beta Stirling - Ekziston vetëm një cilindër, i nxehtë në njërin skaj dhe i ftohtë në tjetrin. Një pistoni (nga i cili hiqet fuqia) dhe një "zhvendosës" lëvizin brenda cilindrit, duke ndryshuar vëllimin e zgavrës së nxehtë. Gazi pompohet nga i ftohti në skajin e nxehtë të cilindrit përmes rigjeneruesit. Rigjeneruesi mund të jetë i jashtëm, si pjesë e shkëmbyesit të nxehtësisë, ose mund të kombinohet me një pistoni zhvendosjeje.

Gamma Stirling gjithashtu ka një pistoni dhe një "zhvendosës", por në të njëjtën kohë ka dy cilindra - njëri është i ftohtë (pistoni lëviz atje, nga i cili hiqet fuqia), dhe i dyti është i nxehtë nga një skaj dhe i ftohtë nga tjetër (ka një "zhvendosës" që lëviz atje). Rigjeneruesi mund të jetë i jashtëm, në këtë rast ai lidh pjesën e nxehtë të cilindrit të dytë me atë të ftohtë dhe njëkohësisht me cilindrin e parë (të ftohtë). Rigjeneruesi i brendshëm është pjesë e zhvendosësit.

Disavantazhet e Stirling:
Konsumi i materialit është pengesa kryesore e motorit. Në motorët me djegie të jashtme në përgjithësi, dhe një motor Stirling në veçanti, lëngu i punës duhet të ftohet, dhe kjo çon në një rritje të konsiderueshme të masës dhe dimensioneve të termocentralit për shkak të rritjes së radiatorëve.
Për të marrë karakteristika të krahasueshme me ato të një motori me djegie të brendshme, është e nevojshme të aplikoni presione të larta (mbi 100 atm) dhe lloje të veçanta lëngu i punës - hidrogjen, helium.
(këtu po, një nëndetëse ose anije kozmike ata nuk do të na lejojnë raskurochit)
Nxehtësia nuk furnizohet drejtpërdrejt me lëngun e punës, por vetëm përmes mureve të shkëmbyesve të nxehtësisë. Muret kanë përçueshmëri termike të kufizuar, gjë që e bën efikasitetin më të ulët se sa pritej. Një shkëmbyes i nxehtë funksionon në kushte shumë stresuese të transferimit të nxehtësisë, dhe në presione shumë të larta, gjë që kërkon përdorimin e cilësisë së lartë dhe materiale të shtrenjta... Projektimi i një shkëmbyesi të nxehtësisë që plotëson kërkesat konfliktuale është i vështirë. Sa më e lartë zona e shkëmbimit të nxehtësisë, aq më pak humbje të nxehtësisë. Në të njëjtën kohë, madhësia e shkëmbyesit të nxehtësisë dhe vëllimi i lëngut të punës, duke mos marrë pjesë në punë, rriten. Meqenëse burimi i nxehtësisë ndodhet jashtë, motori është i ngadalshëm për t'iu përgjigjur ndryshimeve në rrjedhën e nxehtësisë në cilindër dhe mund të mos japë menjëherë fuqinë e kërkuar kur ndizet.
Për të ndryshuar shpejt fuqinë e motorit, përdoren metoda të ndryshme nga ato të përdorura në motorët me djegie të brendshme: një kapacitet tampon me një vëllim të ndryshueshëm, një ndryshim në presionin mesatar të lëngut të punës në dhomat, një ndryshim në këndin e fazës midis pistoni i punës dhe zhvendosësi. (inercia, dhe kjo është pikërisht ajo që na nevojitet për gjeneratorin.)

Përparësitë:
Sidoqoftë, motori Stirling ka avantazhe që e bëjnë të nevojshme zhvillimin e tij.
Efikasiteti i një motori Stirling mund të arrijë 65-70% të efikasitetit të ciklit Carnot me nivelin aktual të teknologjisë së projektimit dhe prodhimit. Për më tepër, çift rrotullimi i motorit është pothuajse i pavarur nga shpejtësia e boshtit të gungës. Në motorët me djegie të brendshme, nga ana tjetër, çift rrotullues maksimal arrihet në një interval të ngushtë shpejtësie.
Motori "omnivor" - si të gjithë motorët me djegie të jashtme (ose më mirë, furnizimi me nxehtësi të jashtme), motori Stirling mund të funksionojë nga pothuajse çdo ndryshim i temperaturës: për shembull, midis shtresave të ndryshme të ujit në oqean, nga dielli, nga një bërthamor ose ngrohës izotopi, sobë me qymyr ose dru etj.
Motori nuk do të jetë "kapriçioz" për shkak të humbjes së shkëndijës, karburatorit të bllokuar ose ngarkimit të ulët të baterisë, pasi nuk i ka këto njësi. Termi "motori u ndal" nuk ka kuptim për Stirlings. Stirling mund të ndalet nëse ngarkesa tejkalon modelin. Rinisja kryhet duke e kthyer një herë volantin e boshtit të gungës.
Thjeshtësia e dizajnit - dizajni i motorit është shumë i thjeshtë, nuk kërkon sisteme shtesë siç është mekanizmi i shpërndarjes së gazit. Fillon vetë dhe nuk ka nevojë për një starter. Karakteristikat e tij bëjnë të mundur heqjen e kutisë së shpejtësisë. Sidoqoftë, siç u përmend më lart, ai ka një konsum më të lartë material.
Burimi i shtuar - thjeshtësia e dizajnit, mungesa e shumë njësive "delikate" lejon që përzierja të sigurojë një burim të paparë për motorët e tjerë në dhjetëra dhe qindra mijëra orë punë të vazhdueshme.
Efikasiteti - në rastin e shndërrimit të energjisë diellore në energji elektrike, Stirlings ndonjëherë japin efikasitet më të madh (deri në 31.25%) sesa makina për ngrohje për një çift.
Djegia e karburantit ndodh jashtë vëllimit të brendshëm të motorit (në kontrast me motorin me djegie të brendshme), e cila lejon djegien uniforme të karburantit dhe djegien e tij të plotë (dmth., Zgjedhja e energjisë maksimale të përmbajtur në karburant dhe minimizimi i emetimit të përbërësit toksikë).
Nuk ka asnjë sistem në hartimin e motorit ndezja e tensionit të lartë, sistemi i valvulave dhe, në përputhje me rrethanat, boshti i gumës. Një motor Stirling i projektuar mirë dhe teknologjikisht i avancuar nuk kërkon rregullim dhe akordim gjatë gjithë jetës së tij të shërbimit.
Motori i heshtur - stilimi nuk ka shter, që do të thotë se nuk bën zhurmë. Stilimi beta me një mekanizëm rombik është një pajisje e balancuar në mënyrë të përkryer dhe, me një cilësi mjaft të lartë të mjeshtërisë, nuk ka as dridhje (amplituda e dridhjeve është më pak se 0.0038 mm).
Ekologjikisht miqësore - stilimi në vetvete nuk ka pjesë ose procese që mund të kontribuojnë në ndotjen e mjedisit. Nuk konsumon lëngun e punës. Miqësia mjedisore e motorit është kryesisht për shkak të miqësisë mjedisore të burimit të nxehtësisë. Vlen gjithashtu të theksohet se është më e lehtë të sigurohet plotësia e djegies së karburantit në një motor me djegie të jashtme sesa në një motor me djegie të brendshme.

Nëndetëse
Përparësitë e "trazimit" çuan në faktin se në gjysmën e parë të viteve 1960, librat e referencës detare treguan mundësinë e instalimit të motorëve Stirling të pavarur nga ajri në nëndetëset e tipit "Schöurmen" të prodhuara në Suedi. Sidoqoftë, as Sheurmen, as Nakken dhe Westerjotlands, që i ndoqën, nuk i morën këto termocentrale. Vetëm në vitin 1988 nëndetësja e tipit "Nakken" u ripajis për motorët Stirling. Me ta, ajo kaloi nën ujë për më shumë se 10.000 orë. Me fjalë të tjera, ishin suedezët ata që hapën epokën e sistemeve ndihmëse anaerobe ndihmëse në ndërtimin e anijeve nëndetëse. Dhe nëse "Nakken" është anija e parë eksperimentale e kësaj nënklasë, atëherë nëndetëset e tipit "Gotland" u bënë anijet e para serike me motorë Stirling, të cilat i lejojnë ata të qëndrojnë nën ujë vazhdimisht deri në 20 ditë. Aktualisht, të gjitha nëndetëset e Marinës Suedeze janë të pajisura me motorë Stirling, dhe ndërtuesit e anijeve suedeze tashmë kanë punuar mirë teknologjinë e pajisjes së nëndetëseve me këto motorë, duke prerë në një ndarje shtesë në të cilën ndodhet sistemi i ri i shtytjes. Motorë të ngjashëm janë instaluar edhe në nëndetëset më të fundit japoneze.

Një nga fushat jokonvencionale të aplikimit të motorit Stirling është mjekësia. Përdoret në sistemet artificiale të zemrës. Burimi i energjisë në sisteme të tilla, si rregull, janë radioizotopet.

Një shembull i përdorimit të një motori për ftohjen e një procesori

Për ne, përparësitë e gjithë kësaj teknologjie janë se një person kompetent do të jetë në gjendje të riprodhojë një model nga ato materiale që do të jenë në dispozicion, por për një dizajn me cilësi të lartë dhe të qëndrueshme, duhet të mendoni paraprakisht për të, sot Me
Për secilin person, një motor i tillë mund të jetë një burim energjie.
Nëse vendbanimi është më shumë se 30-50 njerëz, atëherë mund të dalësh me një stok për 24 orë
marrja e energjisë elektrike. Dhe energjia elektrike është gjithçka.
Pompat, nxjerrja e ujit, ndriçimi, siguria e perimetrit, veglat e energjisë, pajisjet shtëpiake, një kompjuter me të dhëna të mbledhura, në përgjithësi, një fortesë e qytetërimit.
Video interesante nga entuziastët që rindërtojnë motorët Stirling
duke punuar me sukses në fillim të shekullit të kaluar.

Ajo që do të doja të them në përfundim.
Me shumë mundësi motori Stirling është një ilaç gjatë periudhës së PB për gjenerimin e energjisë,
si elektrike ashtu edhe mekanike.
Për shkak se nuk është i lidhur me diellin, i cili shkëlqen gjatë ditës, dhe energjia elektrike është e nevojshme gjatë natës,
për më tepër, kur drita është më e nevojshme në dimër, retë e pabesë varen në qiell për muaj të tërë.
Jo i lidhur me erën, e cila fryn kur të dojë dhe si të dojë, nuk e di për ty, kam mjaft erë që fryn 20 ditë në vit.
Jo i lidhur me benzinë ​​dhe vaj, ndoshta në Tyumen dhe mund të arrini deri në fund të naftës nëse dëshironi,
me ne vetëm nëse gërmoni drejt depozitave të Venezuelës.
Jo i lidhur me presionin dhe rrjedhën e ujit, dikush ndihet mirë në ultësirë ​​mes lumenjve dhe përrenjve, uji më i afërt më i madh për mua është rreptësisht në veri përgjatë horizontit 12 km ose rreptësisht poshtë 40 metra.

Stirling na dha shpikjen e tij unike që mund dhe duhet të zbatohet.
Përshtatshmëria, besueshmëria, gjithëprania si një sobë e zakonshme ose kuti zjarri.
Gjëja kryesore është të hidhni dru zjarri në furrë, ose qymyr, kushdo që i ka.

Faleminderit për vëmendjen tuaj, për të vazhduar ...

Postuar në faqen 12.03.2009.

5 PARATHNIE NGA DEPARTAMENTI I PARASHIKIMIT

Mirëmëngjes, lexues të dashur.

Seria jonë e makinave nuk do të ishte e plotë nëse nuk do të kishim parë makinat me motor. e jashtme djegie, të cilat u shpikën në 1816 nga prifti skocez Robert Stirling.

Motivi i shpikësit ishte numri i madh i lëndimeve që pësuan punëtorët në industritë e revolucionit industrial në Angli.

Historia e teknologjisë raporton vetëm një përvojë në ndërtimin e makinave

bazuar në përdorimin e këtij motori. Kjo ndodhi në 1972. Unë nuk gjeta një imazh të kësaj makine, por gjeta një artikull shumë interesant nga qendra ruse e inovacionit, të cilin jam i kënaqur ta paraqes sot.

Për një lexim të kualifikuar, unë propozoj një ekskursion të vogël arsimor të përgjithshëm në këtë fushë, të cilin e hartova në formën e një përmbledhjeje të disa citateve.

Burimi i nxehtësisë ngroh gazin në anën e djathtë të cilindrit të shkëmbyesit të nxehtësisë. Gazi zgjerohet dhe përmes tubit ushtron presion mbi pistonin e punës. Pistoni zbret, shtyn shufrën lidhëse dhe kthen volantin. Në të njëjtën kohë, pistoni i zhvendosjes lëviz në të djathtë. Zhvendos gazin nga pjesa e ndezur e cilindrit të shkëmbimit të nxehtësisë në pjesën e tij të ftohtë, e cila ka pendë ftohëse. Pistoni i shkëmbyesit të nxehtësisë është i mbushur me material izolues të nxehtësisë. Gazi ftohet, duke krijuar një forcë të kundërt në pistonin e punës, pistoni ngrihet lart dhe cikli përsëritet që nga fillimi.

Motori Stirling, motor me djegie të jashtme, motor me furnizim të jashtëm dhe rikuperim të energjisë termike të shndërruar në punë mekanike të dobishme. S. d. Emëruar me emër Shpikësi anglez R. Stirling (1790-1878), i cili në 1816-40 krijoi një motor me cikël të hapur që funksiononte në ajër të nxehtë. Motori kishte një rigjenerues të papërsosur (shkëmbyes nxehtësie), ishte i rëndë dhe i rëndë, si rezultat i të cilit nuk u përdor. Modern S. d. Punon sipas një cikli rigjenerues të mbyllur (cikli Stirling), i përbërë nga dy procese izotermale të njëpasnjëshme dhe dy procese izokorike. Lëngu i punës i S. d. Heshtë helium ose hidrogjen nën një presion prej 10-14 Mn / m2 (100—140 kgf / cm2) — ndodhet në një hapësirë ​​të kufizuar dhe nuk zëvendësohet gjatë funksionimit, por ndryshon volumin vetëm kur nxehet dhe ftohet. Rigjeneruesi e ndan këtë hapësirë ​​në një zgavër të sipërme (të nxehtë) dhe të poshtme (të ftohtë) (Fig. 1). Nxehtësia furnizohet në zgavrën e sipërme nga ngrohësi, nga ajo e poshtme hiqet nga një ftohës në të cilin qarkullon uji. Në cilindrin S. d. Ka 2 pistona - një punues dhe një zhvendosës. Zgavrat e nxehta dhe të ftohta janë të ndërlidhura me kanale që kalojnë përmes ngrohësit, rigjeneruesit dhe ftohësit. Cikli i punës i S. d. Kryhet në 4 cikle (Fig. 2).

Raporti i fuqisë ndaj peshës së një motori Stirling është i krahasueshëm me atë të një motori Stirling. motor nafte me turbo Fuqi specifike dalja është e njëjtë me atë të një motori dizel. Çift rrotullues është praktikisht i pavarur nga shpejtësia. Një motor Stirling reagon ndaj ndryshimeve në ngarkesë në të njëjtën mënyrë si një motor nafte, megjithatë, kërkon një sistem kontrolli më kompleks, është më kompleks sesa konvencional motorët e nxehtësisë... Kostoja e prodhimit të saj është më e lartë se kostoja e prodhimit të një motori me djegie të brendshme, megjithatë, kostot e funksionimit janë shumë më pak.

Teknologjitë e zhvilluara në 1816 nga skocezi Robert Stirling funksionojnë edhe sot! Cikli Stirling përdor një burim të jashtëm të nxehtësisë, i cili mund të jetë çdo gjë - djegia e benzinës, energjisë diellore, apo edhe nxehtësia e prodhuar nga bakteret plehrash. Brenda cilindrave nuk ka karburant !!! Cilësitë kryesore të motorit Stirling janë efikasiteti, nivelet e ulëta të zhurmës dhe dridhjeve të prodhuara gjatë funksionimit, aftësia për të përdorur lloje të ndryshme të karburantit dhe toksiciteti i ulët i gazrave të shkarkimit. Sot, motorët Stirling përdoren vetëm në disa fusha shumë të specializuara, të tilla si nëndetëse ose si gjeneratorë ndihmës në jahte ku kërkohet heshtje.

Makinat Stirling janë makina që veprojnë në një cikël termodinamik të mbyllur, në të cilin proceset ciklike të ngjeshjes dhe zgjerimit ndodhin në nivele të ndryshme të temperaturës, dhe rrjedha e lëngut të punës kontrollohet duke ndryshuar vëllimin e tij. Substancat e gazta natyrore (heliumi, nitrogjeni, ajri i thatë, etj.) Përdoren si lëng pune. Cikli termodinamik i makinave në shqyrtim u propozua në 1816 nga skocezi Robert Stirling. Që nga mesi i shekullit XIX, fraza "Makina Stirling" është përdorur gjerësisht si në termodinamikën klasike ashtu edhe në jetën e përditshme. Cikli Stirling përbëhet nga dy izoterma dhe dy izokore. Prania e dy izotermave përcakton barazinë e efikasitetit termodinamik të ciklit ideal Stirling dhe ciklit Carnot. Kjo është arsyeja pse makinat e ciklit Stirling janë ndër makinat më efikase në botë. Përparësitë e makinave që veprojnë sipas ciklit Stirling përfshijnë një shkallë të lartë të pastërtisë mjedisore si të trupave të punës të makinave Stirling ashtu edhe të mediave të mbeturinave që dalin gjatë funksionimit të tyre, si dhe efikasitetin e energjisë.

Makinat STIRLING janë një drejtim i ri premtues në zhvillimin e inxhinierisë mekanike vendase.

Deri kohët e fundit, sistemet autonome të furnizimit me energji elektrike duke përdorur njësi tradicionale termo-mekanike kënaqnin nivelin aktual të zhvillimit të shoqërisë dhe teknologjisë. Megjithatë, përkeqësimi i mbarëkombëtar probleme globale nevojitet urgjentisht (shterimi i burimeve natyrore; i afërt kriza energjetike; ndotja e mjedisit; rënie në shtresën e ozonit të Tokës; forcimi i "efektit serë", etj.) çoi në nevojën për miratimin në fund të shekullit të 20 -të të një numri aktesh legjislative kryesore ndërkombëtare dhe ruse në fushën e ekologjisë, menaxhimit të natyrës dhe ruajtjes së energjisë. Kërkesat kryesore të këtyre ligjeve kanë për qëllim zvogëlimin e emetimeve të CO2, ndalimin e prodhimit të substancave që shkatërrojnë ozonin dhe freonin R-12 si ftohës për makineritë ftohëse të kompresimit të avullit (PKHM), burimet dhe kursimin e energjisë, kalimin e automjeteve në karburantet motorikë miqësorë me mjedisin. , etj

Shkalla e madhe, rritja e kostos së prodhimit të karburantit dhe burimeve të energjisë dhe ndotja në rritje e mjedisit nxorën në pah detyrën e kërkimit të teknologjive të reja për shndërrimin e energjisë, zhvillimin e teknologjisë së re të bazuar në cikle termodinamike shumë efikase, duke përdorur lloje të reja të karburantit , trupa të rinj pune, etj., domethënë, krijimi i sistemeve të tilla energjetike miqësore me mjedisin që do të plotësonin nevojat e industrisë dhe popullsisë në kostot minimale burimet materiale. Së bashku me qasjet e tjera, në zgjidhjen e Federata Ruse problemet mjedisore dhe energjetike, mënyra më premtuese është zhvillimi dhe futja e përhapur e sistemeve të shndërrimit të energjisë bazuar në makinat që veprojnë në ciklet e Stirling përpara dhe mbrapsht (makinat Stirling).

Aktualisht, një numër i madh i diagrameve të paraqitjes dhe performancës strukturore të njësive individuale të makinave Stirling janë zhvilluar. Pra, vetëm disa disqe njihen për më shumë se 18 lloje. Sidoqoftë, më të përhapurit janë makinat Stirling të bëra sipas skemave a, b, g. Strukturisht, makinat Stirling janë një kombinim i mirë në një njësi të kompresorit, zgjeruesit dhe shkëmbyesve të nxehtësisë: shkëmbyesi i nxehtësisë i ngarkesës (ngrohës ose kondensator), rigjenerues dhe ftohës.

Në forumet më të fundit evropiane dhe botërore në gjendja e tanishme dhe perspektivat për zhvillimin e makinave që veprojnë në ciklin Stirling, u vu re se teknologjia e prodhimit të makinave Stirling jashtë vendit është zotëruar plotësisht. Zgjidhur problemet e vulave për pjesët në lëvizje, përzgjedhjen e materialit, bashkimin e shkëmbyesve të nxehtësisë, etj. Duke pasur parasysh këtë, së bashku me përdorimin tradicional të motorëve dhe makinave kriogjenike Stirling për qëllime ushtarake (rikondensimi i lëngjeve me zierje të ulët, ftohja e detektorëve infra të kuqe, sistemet anaerobe të furnizimit me energji elektrike, etj.), Përdorimi i frigoriferëve Stirling në nivel të ftohtit të moderuar për ruajtjen e produkteve ushqimore dhe sistemet e ajrit të kondicionuar, përdorimin e motorëve Stirling në impiantet e bashkëprodhimit, pompat e nxehtësisë në sistemet e decentralizuara të ngrohjes, etj.

Konfirmimi i interesit në rritje për makinat Stirling është fakti se që nga viti 1982 një konferencë ndërkombëtare mbi motorët Stirling është mbajtur çdo dy vjet, dhe Forumi Evropian për motorët Stirling është mbajtur çdo dy vjet në Osnabrück (Gjermani). Për më tepër, një konferencë mbahet çdo vit në Shtetet e Bashkuara për shndërrimin e llojeve të ndryshme të energjisë, në të cilën funksionon një seksion mbi motorët Stirling. Në Britaninë e Madhe, është krijuar Shoqëria për Studimin e Motorëve Stirling, në të cilën anëtarësohen më shumë se 300 shkencëtarë nga e gjithë bota. Që nga viti 1996, Shoqëria boton revistën UK Stirling News në baza tremujore. Stirling Machine World është botuar çdo tre muaj në Shtetet e Bashkuara që nga viti 1978. Një ose dy libra mbi makinat Stirling botohen çdo vit.

Karakteristikat kryesore të ciklit Stirling janë:

Cikli karakterizohet nga parametra jo të palëvizshëm në kohë të rrjedhave të lëngut të punës në secilën pikë të sistemit. Në praktikë, kjo do të thotë që një makinë Stirling, zgavrat e punës të së cilës përfshihen në një vëllim, në mënyrë të pashmangshme duhet të jetë një makinë me ndryshime periodike në vëllimet e ngjeshjes dhe zgjerimit, d.m.th. makinë pistoni. Duke pasur parasysh këtë, fushat mbizotëruese të aplikimit të makinave të tilla janë fuqia e vogël dhe e mesme;
-cikli është menduar vetëm për punë me një lëng pune të gaztë. Në mënyrë që madhësia e makinave në një fuqi të caktuar të jetë e pranueshme, dhe shkëmbimi i jashtëm dhe i brendshëm i nxehtësisë i lëngut të punës në këto kushte të jetë mjaft efikas, presioni në makinë duhet të jetë dukshëm më i lartë se presioni atmosferik. Për të njëjtat arsye, lëngu i punës duhet të ketë një viskozitet të ulët, ndoshta përçueshmëri të lartë termike dhe kapacitet të nxehtësisë, i cili varet pak nga presioni (përndryshe, do të ketë humbje të mëdha të brendshme në rigjenerues për shkak të ekuivalentëve të ndryshëm termikë të rrjedhave të shkëmbimit të nxehtësisë);
-në ​​cikël, rikuperimi i nxehtësisë ju lejon të punoni në një gamë të gjerë të temperaturave (temperaturat e sipërme dhe të poshtme të ciklit) në raporte relativisht të vogla të presioneve të ngjeshjes dhe zgjerimit;
- për të zbatuar ciklin, hidrogjeni, heliumi, azoti, ajri dhe substanca të tjera të gazta mund të përdoren si trupa punues. Përdorimi i gazrave me një vlerë të lartë të konstantës së gazit (R), të tilla si hidrogjeni ose heliumi, si një mjet pune, bën të mundur marrjen e efikasitetit të ekzergjisë * në makinat Stirling. mbi 50%;
- shkathtësia e ciklit, në bazë të tij është e mundur të krijohen si konvertues të ciklit përpara ashtu edhe të ciklit të kundërt.

· (Shënim i PK. Rreth "metodave të ekzergjisë së analizës": kjo është një qasje e bazuar në përdorimin e potencialeve termodinamike në analizën e proceseve të shndërrimit të energjisë në një sistem, shiko ,,.)

Cikli Stirling në konvertuesin e ciklit të drejtpërdrejtë përbëhet nga katër procese: - procesi i ngjeshjes izotermike, nxehtësia nga lëngu i punës me temperaturën T comp transferohet në mjedis; - procesi në vëllim konstant, nxehtësia nga hunda e rigjeneruesit transferohet në lëngun e punës; - procesi i zgjerimit izotermik, nxehtësia nga një burim i jashtëm me një temperaturë T max transferohet në lëngun e punës; - një proces me një vëllim konstant, nxehtësia nga lëngu i punës transferohet në hundën e rigjeneruesit.

Cikli Stirling në konvertuesin e ciklit të kundërt gjithashtu përbëhet nga katër procese. Dallimi me motorin është se temperatura e burimit të jashtëm, nga i cili furnizohet nxehtësia gjatë procesit të zgjerimit, është më e ulët se temperatura e lëngut të punës, i cili largon nxehtësinë gjatë procesit të kompresimit. Në rastin e një ftohësi, nxehtësia hiqet nga zgavra e ftohtë gjatë procesit të zgjerimit 3 '-4'. Puna e ngjeshjes (zona 1-2-5-6) është e njëjtë si për motorin ashtu edhe për makinën ftohëse. Puna e zgjerimit (zona 4'-3'-5-6) në ftohës është më pak se puna e kompresimit, dhe për këtë cikël, kërkohet energji e furnizuar nga një burim i jashtëm, ekuivalent me zonën 1- 2-3'-4 '. Kur kaloni nga zgavra e ngjeshjes në zgavrën e zgjerimit në procesin 2-3 'temperatura e lëngut të punës zvogëlohet, dhe në procesin 4'-1 rritet në përputhje me rrethanat.

Makinat e Ciklit të Stirling Direkt - Stirling Engine

Në sondazhet botërore mbi teknologjinë e konvertimit të energjisë, motori Stirling konsiderohet si motori me potencialin më të madh për zhvillim të mëtejshëm. Nivel i ulët zhurma, toksiciteti i ulët i gazrave të shkarkimit, aftësia për të vepruar në lëndë djegëse të ndryshme, burim i madh, dimensione dhe peshë të krahasueshme, karakteristika të mira çift rrotullues - të gjithë këta parametra bëjnë të mundur që makinat Stirling në të ardhmen e afërt të shtrydhin ndjeshëm motorët me djegie të brendshme (ICE). Motori Stirling i përket klasës së motorëve me furnizim të jashtëm të nxehtësisë (DVPT). Në këtë drejtim, në krahasim me motorët me djegie të brendshme, në motorët Stirling procesi i djegies kryhet jashtë cilindrave të punës dhe vazhdon më shumë ekuilibër, cikli i punës realizohet në një qark të brendshëm të mbyllur me ritme relativisht të ulëta të rritjes së presionit në cilindrat e motorit , natyra e qetë e proceseve termo-hidraulike të lëngut të punës të qarkut të brendshëm, në mungesë të një mekanizmi të valvulave të shpërndarjes së gazit. Duhet të theksohet se një numër kompanish të huaja kanë filluar prodhimin e motorëve, karakteristikat teknike të të cilave tashmë janë superiore ndaj motorëve me djegie të brendshme dhe njësitë e turbinës me gaz(Universiteti Teknik Shtetëror).

90 ° V-motor me dy cilindra Stirling të kompanisë gjermane SOLO "SOLO Stirling 161"

Motori Stirling është një motor unik i nxehtësisë sepse efikasiteti i tij teorik është i barabartë me efikasitetin maksimal të motorëve të nxehtësisë (efikasiteti i ciklit Carnot). Punon me zgjerimin termik të gazit, i ndjekur nga kompresimi i gazit pasi të jetë ftohur. Një motor Stirling përmban një vëllim konstant të gazit të punës që lëviz midis pjesës "të ftohtë" (zakonisht në temperaturën e ambientit) dhe pjesës "të nxehtë", e cila zakonisht nxehet duke djegur çdo lloj karburanti ose burimi tjetër të nxehtësisë. Ngrohja kryhet nga jashtë, prandaj motori Stirling quhet motorë me djegie të jashtme. Me fillimin e viteve '90 të shekullit të kaluar, puna për krijimin e motorëve Stirling u krye nga kompani të tilla të njohura si "Philips" (Holandë), "General Motors Co", " Motor Ford Co "," NASA Lewis Research Center "," Los Alamos National Laboratory "(SHBA)," MAN-MBW "(Gjermani)," Mitsubishi Electric Corp. "," Toshiba Corp. " (Japoni). Gjatë dekadës së fundit, puna për krijimin e motorëve Stirling ka filluar gjithashtu në " Daimler benz”Dhe“ Cummins Power Generation ”(СPG) dhe një numër firmash të tjera të mëdha.

Makina të ciklit të kundërt Stirling - Frigoriferë Stirling.

Një nga më të drejtime premtuese zhvillimi i teknologjisë së ftohjes në shekullin XXI është krijimi dhe përdorimi i makinave ftohëse Stirling me ftohje të moderuar (HMS UH). Në teori, efikasiteti i ftohësve të moderuar të ftohtë Stirling është i barabartë me efikasitetin e një ftohësi ideal Carnot. Substancat që plotësojnë plotësisht kërkesat e Konventës së Vjenës për Mbrojtjen e Shtresës së Ozonit dhe Protokollit të Montrealit mbi Substancat e Shkatërrimit të Ozonit mund të përdoren si lëngje pune për makinat Stirling të ciklit të kundërt. Prandaj, futja e gjerë e makinave ftohëse Stirling me ftohje të moderuar në të ardhmen e afërt do të bënte të mundur zgjidhjen e problemit të krijimit të duhur kërkesat moderne sistemet e ftohjes. Gama moderne e prodhimit të këtyre makinave varion nga 1 në 100 kW, e cila siguron përdorimin e tyre në sistemet e ftohjes në shumë fusha të industrisë dhe tregtisë. Përparësitë e HMS UX janë: vlera e lartë e koeficientit të performancës, gamë të gjerë përdorimi në zonën e ftohjes së moderuar (nga 0 në -80 0С) dhe pastërtinë mjedisore të trupave të punës (helium, hidrogjen, azot, ajër). Jashtë vendit, prodhimi serik i makinave ftohëse Stirling me ftohje të moderuar tashmë ka filluar, për sa i përket efikasitetit të tyre dhe mirëdashjes mjedisore, superiore ndaj makinerive ekzistuese të ftohjes që veprojnë në cikle të tjera, përfshirë makineritë e ftohjes me kompresim avulli.

Analiza e informacionit shkencor dhe teknik modern të huaj na lejon të pohojmë se në vendet e industrializuara në 10 vitet e fundit, ka filluar punë kërkimore dhe zhvillimi intensive për t'u përgatitur për prodhimin serik të frigoriferëve Stirling. Tashmë, pajisjet e reja të ftohjes duke përdorur makina të këtij cikli kanë filluar të hyjnë në tregjet e huaja. Një shembull i mrekullueshëm i perspektivave të frigoriferëve Stirling është fillimi i prodhimit në masë në 2004 nga një gjigant i tillë si korporata e Koresë së Jugut "LG Electronic Inc" e frigoriferëve në shtëpi bazuar në frigoriferët Stirling me një lëvizje lineare.

Problemet e krijimit të makinave shumë efikase Stirling.

Përvoja e huaj në krijimin e makinave moderne shumë efikase Stirling tregon se pa modelim të saktë matematikor të proceseve të punës dhe dizajn optimal të njësive kryesore, përsosja e makinave të projektuara kthehet në kërkime eksperimentale rraskapitëse afatgjata. Aktualisht, firmat perëndimore që udhëheqin zhvillimet në këtë fushë kryesisht mbështeten në studimet teorike dhe eksperimentale të departamenteve të tyre shkencore, universiteteve teknike, ose krijojnë parqe teknologjike për zhvillimin e llojeve të caktuara të makinave Stirling. Më tej, është kompleksiteti i projektimit të njësive individuale, problemet në fushën e vulave, kontrolli i energjisë, etj. Karakteristikat e projektimit përcaktohen nga trupat e punës të përdorur. Kështu, për shembull, heliumi ka superfluiditet, i cili përcakton kërkesat e rritura për elementët nënshkrimin e pistoneve të punës, shufrën e zhvendosjes, etj. Formimi i pamjes së makinave premtuese Stirling të destinuara për prodhim është e pamundur pa zhvillimin e zgjidhjeve të reja teknike për njësitë kryesore. Problemi i tretë është niveli i lartë i teknologjisë së prodhimit. Ky problem shoqërohet me nevojën e përdorimit të lidhjeve rezistente ndaj nxehtësisë dhe metaleve me ngjyra në makinat Stirling, saldimin dhe saldimin e tyre. Një çështje e veçantë është prodhimi i një rigjeneruesi dhe paketimi për të, për të siguruar, nga njëra anë, kapacitet të lartë të nxehtësisë, dhe nga ana tjetër, rezistencë të ulët hidraulike. E gjithë kjo kërkon personel të kualifikuar dhe pajisje teknologjike moderne.

Si përfundim, duke folur për problemet e krijimit të makinave Stirling, është e nevojshme të nxirren dy përfundime:
- intensiteti i lartë shkencor i kësaj fushe të teknologjisë është pengesa kryesore për përdorimin e gjerë të makinave që veprojnë në ciklin Stirling;
- suksesi në krijimin e makinave konkurruese Stirling në tregun botëror mund të arrihet vetëm si rezultat i një sinteze të një niveli të lartë kërkimi shkencor, studimi të kujdesshëm të projektimit të njësive kryesore të makinave Stirling dhe Teknologji e avancuar prodhimi.

Analiza e zhvillimeve të brendshme në fushën e makinave Stirling.

Perspektivat për prodhimin dhe përdorimin e gjerë të makinave Stirling në fusha të ndryshme të ekonomisë së brendshme janë për shkak të pranisë në Rusi të më shumë se 30 vjet përvojë teknologjike të grumbulluar në prodhimin e kriogjenëve makinat e gazit Stirling. Firmat prodhuese pajisje ftohëse me makina kriogjenike Stirling janë OJSC Fabrika e makinerisë Arsenal, NPO Geliymash, etj. Megjithatë, duhet theksuar se Stirling KGM e prodhuar nga këto ndërmarrje nuk janë zhvillime vendase, por janë kopje të makinave kriogjenike të prodhuara më parë nga kompanitë holandeze NV Philips Gloeilampenfabrieken (Philips) dhe "Werkspoor".

Në Rusi, u bënë përpjekje të përsëritura për të krijuar motorë dhe frigoriferë vendas Stirling, por ata, për shkak të mungesës së metodave të përshtatshme të llogaritjes dhe vështirësive financiare, nuk patën sukses serioz. Pra, në SHA "ARSMASH" nga 1991 deri në 1994, puna u krye në studimin e njësive premtuese të ftohjes për automjetet me frigorifer. Analiza tregoi se vetëm një makinë ftohëse Stirling mund të veprojë si njësia ftohëse më premtuese. Duke pasur parasysh këtë, u krijuan prototipe të makinave ftohëse me një kapacitet deri në 5 kW, që funksiononin në rangun nga 285 K në 230 K, të cilat, për sa i përket efikasitetit dhe peshës dhe karakteristikave të madhësisë, korrespondonin me PKHM moderne për automjetet me frigorifer Me Vlerësimet e projektimit dhe dokumentacioni i projektimit për prodhimin e tij serik u zhvilluan. Sidoqoftë, për shkak të rënies së përgjithshme në ekonomi dhe vështirësive financiare të klientit, puna në këtë projekt u ndërpre.

Në 1996, në OJSC "Fabrika e makinerisë" ARSENAL ", në kuadër të një marrëveshjeje me SE GOKB" Prozhektor ", filloi puna në temën" Kërkimi dhe zhvillimi i njësive elektrike të bazuara në motorët Stirling me shumë karburant ". Kjo temë u përfshi nën kodin "Stirling" në kompleksin R&D "Peredvizhka", i përfshirë në urdhrin shtetëror me dekret të Qeverisë së Federatës Ruse të 03/02/96 N 227-15. Për shkak të mungesës së fondeve reale nga buxheti federal, këto punë nuk u përfunduan plotësisht.

Në 1997-1998, një paketë dokumentesh u zhvillua në OJSC "MZ" ARSENAL "për një aplikim për përfshirje në Programin Federal të Ristrukturimit dhe Konvertimit të Ndërmarrjeve të Mbrojtjes me temën:" Zhvillimi dhe krijimi i prodhimit të motorëve miqësorë me mjedisin me jashtë. furnizimi me nxehtësi, frigoriferët, pompat e nxehtësisë dhe termocentralet anaerobe bazuar në ciklin Stirling ”. Projekti nuk parashikonte shtesë punimet e ndertimit, meqenëse lëshimi i produkteve të reja ishte planifikuar të kryhej në kurriz të ngarkimit të kapaciteteve prodhuese të uzinës të liruara pas konvertimit. Me zbatimin e suksesshëm të projektit të mësipërm, ishte planifikuar deri në vitin 2004 të krijonte prodhim në shkallë të vogël të motorëve dhe frigoriferëve Stirling me një kapacitet deri në 100 kW. Megjithatë, këto punë nuk janë zbatuar ende për shkak të mungesës së fondeve.

Aktualisht, është zhvilluar një situatë mjaft paradoksale, e cila konsiston në faktin se Rusia ka përvojë dhe teknologji shumëvjeçare për prodhimin e makinave Stirling, por nuk ka përvojë zhvillimet e veta, makina Stirling të prodhuara në masë. Kjo situatë është kryesisht për shkak të faktit se në 15 vitet e fundit në Rusi për shkak të krizë ekonomike një atmosferë inovative jashtëzakonisht e pafavorshme është zhvilluar në shumë organizata shkencore ruse, në të cilat puna ishte kryer më parë në temën e krijimit të makinave Stirling, për shembull, M.V. Bauman, VNIIGT, OMPI (TU), Universiteti Teknik Shtetëror i Shën Petersburgut (Universiteti Politeknik), TsNIDI, etj., Hulumtimi u ndërpre plotësisht për shkak të vështirësive financiare. Në të njëjtën kohë, rezultatet më domethënëse në krijimin e makinave shumë efikase Stirling janë arritur jashtë vendit në 15 vitet e fundit.

"Qendra e Inovacionit dhe Kërkimit" Teknologjitë Stirling ".

Duke marrë parasysh potencialin premtues të makinave Stirling, specialistët e Qendrës së Inovacionit dhe Kërkimit Stirling - Technologies LLC vitet e fundit kanë kryer një numër studimesh teorike dhe eksperimentale, si rezultat i të cilave një metodologji e re për projektimin dhe llogaritjen e makinave të këtij cikli është zhvilluar. Kjo metodologji përfshin disa "know-how", duke përfshirë: një metodë unike të optimizimit me dy nivele me shumë parametra të makinave Stirling; sinteza strukturore e makinave Stirling bazuar në metodën e analizës funksionale të eksergjisë së pajisjeve komplekse termike mekanike; dizajn optimal bazuar në TRIZ (e theksuar PK)... Metodologjia e zhvilluar për hartimin dhe llogaritjen e makinave Stirling bën të mundur zvogëlimin e kohës së kërkuar për krijimin e llojeve të reja të makinave Stirling në 1.5-2 vjet, me një efikasitet që korrespondon me analogët më të mirë botërorë.

Në bazë të zgjidhjeve teknike të propozuara, specialistët e SH.PK "Qendra e Inovacionit dhe Kërkimit" Stirling - Technologies "në 1994-2003 paraqitën më shumë se 150 aplikime për shpikje të supozuara. Vëmendje e veçantë iu kushtua zhvillimit të njësive individuale të makinave Stirling dhe modelimit të tyre, si dhe krijimit të pajisjeve të reja diagramet skematike instalime të ndryshme qëllim funksional... Praktika ka treguar se dizajni optimal do të zvogëlojë ndjeshëm koston e njësisë totale të makinave gjatë prodhimit pilot dhe prodhimit serik të tyre. E propozuar zgjidhje teknike, duke marrë parasysh faktin se makinat Stirling janë më pak të shtrenjta në funksionim, bëjnë të mundur rritjen e përfitimit të tyre ekonomik në krahasim me konvertuesit tradicional të energjisë. Përdorimi i mëtejshëm i përhapur i makinave Stirling do të shoqërohet me zhvillimin e teorisë së projektimit të makinave me shumë cilindra të këtij cikli, të cilat do të bëjnë të mundur krijimin e motorëve dhe frigoriferëve me një kapacitet deri në 1000 kW.

Impiante të bashkëprodhimit me motorë Stirling me shumë karburant.

Kogjenerimi Stirling - Teknologji e re për prodhimin e kombinuar të energjisë elektrike dhe nxehtësisë, bazuar në motorët Stirling, në të cilët energjia e ujit të ftohjes dhe gazrave të mbeturinave përdoret për nevojat e furnizimit me ngrohje të konsumatorëve. Efikasiteti i përdorimit të një motori Stirling në impiantet e bashkëprodhimit, në krahasim me një motor me djegie të brendshme, është për shkak të veçantisë së bilancit të tij të nxehtësisë. Humbja e nxehtësisë me gazrat e shkarkimit dhe në ujin ftohës për motorin Stirling është, përkatësisht, 10% dhe 40%, e cila, duke marrë parasysh efikasitetin më të lartë. vetë motori, ju lejon të krijoni njësi të bashkëprodhimit kompakt dhe shumë efikas.

Impianti i koogjenerimit me kapacitet 9.5 kW energji elektrike dhe 30 kW energji termike.

Avantazhet e përdorimit të njësive të bashkëprodhimit me motorë Stirling në karburant lokal në rajonet e Federatës Ruse:

Pavarësia nga konjuktura e tregut të naftës dhe gazit natyror.
--- Mundësia e ngarkimit të ndërmarrjeve lokale për prodhimin e pajisjeve për prokurimin dhe përpunimin e karburantit vendas.
--- Nuk ka nevojë të krijohen mjedise magazinimi për rezervat e karburantit hidrokarbure dhe transportin e tij.
--- Nuk ka nevojë për vendosjen dhe mirëmbajtjen e rrjeteve të energjisë kur elektrifikoni zonat e largëta.
--- Ulje e konsiderueshme e shpenzimeve të buxheteve rajonale për blerjen e karburantit të importuar.
--- Ulje e konsiderueshme e kostove të kompanive të naftës dhe gazit për blerjen e karburantit të importuar për shkak të përdorimit të karburant motorik gazit të lidhur me naftën.

1..Kostoja e 1 kW / h energji elektrike e prodhuar nga njësia e bashkëprodhimit do të jetë nga 30 në 50 kopecks, që është 2-3 herë më e lirë se tarifat ekzistuese. (PK e theksuar)
2. Burimi i konvertuesit të ciklit të drejtpërdrejtë të një impianti të bashkëprodhimit rritet me rreth 2 herë në krahasim me një motor me djegie të brendshme.
3 .. Gjatë djegies së karburantit, përmbajtja e CO në gazrat e trajtuar është 3 herë më e ulët dhe përmbajtja e NO dhe CH është dukshëm më e ulët, gjë që plotëson standardet më të rrepta globale mjedisore.
4. Periudha e shlyerjes së impianteve të bashkëprodhimit është 2.5 vjet.

Modernizimi i njësive të bojlerit në uzinat mini - CHP bazuar në përdorimin e motorit Stirling.

LLC "Qendra e Kërkimit dhe Zhvillimit" Stirling Technologies "është një kompani që punon në fushën e krijimit të inovacioneve shumë efikase për kompleksin e nxehtësisë dhe energjisë të Federatës Ruse. Specialistët e kompanisë kanë zhvilluar një teknologji të re, të pashembullt për transferimin e fabrikave ekzistuese të kaldajave të nxehtësisë furnizim me mini-CHP-të duke përdorur motorët Stirling.

Një shembull i paraqitjes së pajisjeve për modernizimin e një njësie kazani në një fabrikë mini - CHP bazuar në përdorimin e një fabrike riciklimi me një motor Stirling.

Pa ndryshuar modelin ekzistues të bojlerit të stacionit të furnizimit me ngrohje, instalimi i një ngrohësi të motorit Stirling në oxhakun e njësisë së bojlerit bën të mundur shndërrimin e nxehtësisë së gazrave të tymit të shkarkimit në energji të dobishme mekanike dhe elektrike. Përdorimi i nxehtësisë së gazrave të shkarkimit duke përdorur një motor Stirling është drejtimi më premtues për rritjen e efikasitetit të njësisë së bojlerit. Teknologjia e propozuar mund të përdoret në mënyrë efektive në modernizimin e bojlerëve me kapacitete të ndryshme. Energjia elektrike që rezulton mund të përdoret si për të mbuluar nevojat për energji elektrike për nevojat e veta të bojlerit, ashtu edhe për të gjeneruar energji elektrike në rrjetin e jashtëm të energjisë. Efikasiteti ekonomik i përdorimit të impianteve të riciklimit me motorët Stirling në modernizimin e stacioneve të furnizimit me ngrohje të kazanit:
1. Kostoja e 1 kWh energji elektrike e gjeneruar duke përdorur një fabrikë riciklimi me një motor Stirling është 8 herë më e lirë se tarifat ekzistuese për furnizimin me energji qendrore.
2. Periudha e shpagimit për modernizimin e bojlerëve në uzinat mini-CHP bazuar në përdorimin e impianteve të shfrytëzimit me motor Stirling nuk i kalon 3 vjet, në varësi të të dhënave fillestare teknike dhe ekonomike.

Përdorimi i biomasës kur përdorni motorin Stirling.

Një shembull i paraqitjes së një impianti të karburantit të ngurtë me një motor Stirling, LLC "IIC" Stirling-technology ".

Kompania gjermane "SOLO Stirling Engine" zhvillon sisteme Stirling-Cogeneration me përdorim të drejtpërdrejtë të lëndës djegëse të ngurtë, kryesisht dru, por përballet me disa vështirësi, të tilla si heqja e shllakut nga dhoma e djegies ose parandalimi i shkrirjes së grimcave të karburantit. Hetimet me Gjeneratorin e Gazit në verën e vitit 1998 treguan se gazi i drurit i prodhuar atje përmirëson djegien e lëndëve djegëse të ngurta dhe rrëshirave. Kombinimi i një gazifikuesi me Stirling - Cogeneration është shumë pajisje efektive pasi gazi i nxehtë i prodhuar nga Gazifikuesi nuk ka nevojë të ftohet për përdorim në Kogjenerimin Stirling.
Specialistët e LLC "Qendra e Inovacionit dhe Kërkimit" Stirling - Technologies "në Rusi janë gjithashtu të angazhuar në mënyrë aktive në zhvillimin e sistemeve të ngjashme, për shembull, hartimin e furnizimit me energji elektrike për një qytet vilë duke përdorur motorë Stirling që punojnë me gaz gjenerator nga torfe. Në të njëjtën kohë, zhvillimi i impianteve të karburantit të ngurtë me një motor Stirling, që veprojnë në copa druri, qymyr dhe pluhur qymyri, torfe, shist argjilor, mbeturina bujqësore dhe pleh organik, mbeturina shtëpiake, etj.

Sistemet e energjisë diellore.

Versioni diellor i motorit Stirling 161 i prodhuar nga firma gjermane SOLO system (EURODISH).

Versioni diellor i motorit Stirling 161 përdoret ndërkohë nga disa prodhues në dizajne të ndryshme... Që nga viti 1997, 6 sisteme kanë funksionuar në pllajën diellore spanjolle de Almeria. Si pjesë e një projekti të mbështetur nga BE në bashkëpunim me Schlaich Bergermann und Partner und MERO Raumsysteme GmbH, ndër të tjera, po ndërtohet një brez i ri i sistemit Dish Stirling 10 kW. Qëllimi i projektit është të zvogëlojë kostot e investimit në 5,000 EUR / kW. Në këtë rast, Stirling 161 hyn përsëri në fuqi me modifikime në Marrës, Zgavër dhe byk. Karakteristikat e sistemit të ri Dish / Stirling (EURODISH): kapaciteti nominal i Stirling 161 SOLO 10.0 kW bruto, diametri i pasqyrës diellore 8.5 m. Në Alanya, Qendra Kërkimore e Energjisë Diellore e Turqisë ka krijuar Kombassan Holding, një kompani që ndërton punë përgatitore Cummins. Puna është shumë intensive dhe tregon rezultate të mira.

PAS FJALS TEP DEPARTAMENTIT T FOR PARASHIKIMIT

Pyetjet që kam janë të natyrshme për kontekstin e zgjedhur të rishikimit të historisë së industrisë së automobilave.

A mund të përsëritet kjo zgjidhje teknike në kushtet e realiteteve aktuale të krizës ekonomike, kur të gjithë po përpiqen të "kursejnë para"?

Konsideroni opsionet:

1. Motori Stirling si motori i vetëm për një makinë. Zhvillimi i skenarit - "makinë e gjithanshme".

Përgjigja ime është jo. Ende ka mjaft naftë dhe gaz në botë. Kaq shumë njerëz dhe kapital janë të punësuar në prodhimin dhe mirëmbajtjen e motorëve me djegie të brendshme benzinë-naftë, saqë nuk shoh ndonjë arsye serioze për të folur për fenomenin e "minimit".

2. A mund të ndërtohet një hibrid sipas skemës "ÇDO karburant - Motor - Stirling - motor elektrik"?

Një skenar shumë i ngjashëm u provua në 1965 në aviacion.

Avioni IL-18P në vetvete është një mister. Unë kam një supozim se kjo ishte një lloj shakaje ose një dezinformatë e krijuar posaçërisht, rrjedhja e të cilave mund të devijonte burimet financiare të konkurrentëve në një drejtim joefektiv.

Shembuj të tillë kanë qenë në historinë e teknologjisë. Për shembull, në fillim të viteve 70, u vendos që të zhvillohej teknologjia kompjuterike në BRSS përgjatë rrugës së madhe makina virtuale Seri EC. Ende e mbaj mend aforizmin e madh të mësuesit tim në programimin Assembler: “Ka makina të serisë EC shembulli me i mire sabotimi shkencor dhe teknik i SHBA kundër BRSS ”.

Ishte një rrugë pa krye për zhvillimin e teknologjisë kompjuterike, e cila me anë të mediave perëndimore dhe veprimeve të afta të shërbimeve speciale u bë ajo kryesore për ne dhe shtoi vonesën tonë në zhvillimin e prodhimit të kompjuterit. Paratë e mëdha u shpenzuan "në vendin e gabuar".

Ndoshta situata me avionin e avullit është diçka e ngjashme.

Përgjigja e PK -së për opsionin 2 është "vështirë". Arsyetimi është i njëjtë me opsionin 1.

3. A mund të ndërtohet një hibrid sipas skemës "ICE + rigjenerimi i nxehtësisë duke përdorur një motor Stirling"? Motorët me djegie të brendshme me benzinë-naftë kanë 70-75%

energjia e karburantit kalon në nxehtësi dhe fërkime.

Një pirun ngrihet menjëherë nën-opsioni A: hipni në bord dy lloje të energjisë mekanike: nga motori me djegie të brendshme dhe nga Stirling? nën-opsioni B: Hipni në bord një mekanik nga një motor me djegie të brendshme dhe energji elektrike për një motor elektrik.

Nëse opsioni B përshtatet në konceptin e përgjithshëm të projektimit të shumë modeleve moderne makina hibride, ku proceset e rimëkëmbjes konsiderohen përcaktuese të qëllimeve, atëherë nuk mund të jap një numër të madh shembujsh të suksesit të qëndrueshëm për opsionin A.

Në këto anije ajrore të vitit 1958 dhe 1966, u përdorën dy lloje ashensorësh: Arkimedi dhe nga efekti Magnus. Siç mund ta shohim, këto zgjidhje teknike u shfaqën pas rënies së epokës së aeronautikës. Dhe ne nuk dimë asgjë për pronat e tyre të vërteta. Vetëm faktet në lidhje me R&D të kryer.

Natyrisht, është e mundur të thuhet se një anije e lëvizur me vela ose një avullore me rrota dhe vela janë njëkohësisht shembuj të tillë, por ato ende nuk janë plotësisht të sakta, sepse energjia e erës në këto sisteme është ende e vendosur në Super-sistem dhe mund të përdoret në mënyrë të pavarur, dhe opsioni A, megjithatë, nënkupton shfrytëzimin e energjisë termike që krijohet brenda automjetit gjatë operimit.

Duke folur për motorët Stirling, mund të shpresojmë se ata mund të marrin një impuls për zhvillimin nga kriza si termocentrale të vegjël të gjithëpranishëm, por nuk ka gjasa që ata të "depërtojnë" në makinë. Mbyllja e hidrogjenit dhe heliumit, depërtimi i këtyre substancave nëpër muret metalike, shpërbërja e tyre në metal nuk është një fenomen akademik, por plotësisht teknik. Presionet e mëdha të funksionimit, të kombinuara me dridhjet e transportit, gjithashtu sugjerojnë probleme të mëdha me anashkalimin e kontradiktës: "nevojiten mure të trasha për të rritur qëndrueshmërinë, por kjo zvogëlon aftësitë e transferimit të nxehtësisë të mureve dhe rrit peshën e motorit."

Ne nuk kemi diskutuar fare për një pronë tjetër të këtyre makina te mahnitshme... Aftësia për t'i përdorur ato si pompa nxehtësie. Këto janë shfaqje goditëse të parimit të përmbysjes, i cili ka shumë në historinë e të gjitha makinave ku ka ngrohje, por mund të flisni për këtë me orë të tëra. Le të bëjmë një çështje të veçantë për këtë disi.

Më pak se njëqind vjet më parë, motorët me djegie të brendshme po përpiqeshin të fitonin vendin e tyre të ligjshëm në konkurrencën midis makinave të tjera në dispozicion dhe mekanizmave lëvizës. Në të njëjtën kohë, në ato ditë, epërsia e motorit të benzinës nuk ishte aq e dukshme. Makinat ekzistuese në motorët me avull u dalluan nga qetësia, karakteristikat e shkëlqyera të fuqisë për atë kohë, lehtësia e mirëmbajtjes, aftësia për t'u përdorur të llojeve të ndryshme karburant. Në luftën e mëtejshme për tregun, motorët me djegie të brendshme mbizotëruan për shkak të efikasitetit, besueshmërisë dhe thjeshtësisë së tyre.

Garë e mëtejshme për përmirësimin e agregateve dhe mekanizmave drejtues, në të cilët ata hynë në mesin e shekullit të 20 -të turbinat me gaz dhe llojet rrotulluese të motorëve, çuan në faktin se, përkundër epërsisë së motorit të benzinës, u bënë përpjekje për të futur plotësisht lloji i ri motorët - termikë, të shpikur për herë të parë në 1861 nga një prift skocez i quajtur Robert Stirling. Motori u emërua pas krijuesit të tij.

Motori Stirling: ana fizike e çështjes

Për të kuptuar se si funksionon termocentrali në Stirling, duhet kuptuar informacion i pergjithshem mbi parimet e funksionimit të motorëve të nxehtësisë. Fizikisht, parimi i funksionimit është përdorimi i energjisë mekanike, e cila merret gjatë zgjerimit të gazit gjatë ngrohjes dhe ngjeshjes së tij të mëvonshme gjatë ftohjes. Për të demonstruar parimin e funksionimit, mund të jepet një shembull i bazuar në një shishe plastike të zakonshme dhe dy tenxhere, njëra prej të cilave përmban ujë të ftohtë dhe tjetra të nxehtë.

Kur e ulni shishen në ujë të ftohtë, temperatura e së cilës është afër temperaturës së formimit të akullit me ftohje të mjaftueshme të ajrit brenda enës plastike, ajo duhet të mbyllet me një tapë. Më tej, kur shishja vendoset në ujë të valë, pas një kohe tape "lëshon" me forcë, pasi që brenda ky rast ajri i ndezur kryente një punë shumë herë më të madhe se ajo e kryer gjatë ftohjes. Me përsëritjen e përsëritur të eksperimentit, rezultati nuk ndryshon.

Makinat e para, të cilat u ndërtuan duke përdorur motorin Stirling, riprodhuan me besnikëri procesin e demonstruar në eksperiment. Natyrisht, mekanizmi kërkoi një përmirësim në përdorimin e një pjese të nxehtësisë që gazi humbi gjatë procesit të ftohjes për ngrohje të mëtejshme, duke lejuar që nxehtësia të kthehet në gaz për të përshpejtuar ngrohjen.

Por edhe aplikimi i kësaj risie nuk mund të shpëtojë gjendjen, pasi Stirlings e parë u dalluan nga madhësia e tyre e madhe dhe prodhimi i ulët i energjisë. Në të ardhmen, më shumë se një herë u bënë përpjekje për të modernizuar modelin për të arritur një fuqi prej 250 kf. çoi në faktin se në prani të një cilindri me diametër 4.2 metra, fuqia e daljes reale që u dha termocentrali Stirling prej 183 kW ishte në të vërtetë vetëm 73 kW.

Konfigurimet moderne të Stirling

Inxhinieria moderne bën dallimin midis tre llojeve kryesore të motorëve të tillë:

• alfa-styling, ndryshimi i të cilave është në dy pistona aktivë të vendosur në cilindra të veçantë. Nga të tre opsionet, ky model është më i miri fuqi të lartë që kanë temperaturën më të lartë të pistonit të ngrohjes;
• beta-styling, bazuar në një cilindër, një pjesë e të cilit është e nxehtë dhe tjetra është e ftohtë;
• gama-styling, e cila, përveç pistonit, gjithashtu ka një zhvendosës.

Prodhimi i termocentralit Stirling do të varet nga zgjedhja e modelit të motorit, i cili do të marrë parasysh të gjitha pozitive dhe anët negative projekt i ngjashëm.

Avantazhet dhe disavantazhet

Për shkak të karakteristikave të tyre të projektimit, këta motorë kanë një numër përparësish, por ato nuk janë pa disavantazhe.

Stacioni i energjisë i Stirling, i cili është i pamundur në një dyqan, por vetëm nga amatorët që mbledhin në mënyrë të pavarur pajisje të tilla, përfshijnë:

• dimensione të mëdha, të cilat shkaktohen nga nevoja për ftohje të vazhdueshme të pistonit të punës;
• përdorimi i presionit të lartë, i cili kërkohet për të përmirësuar performancën dhe fuqinë e motorit;
• humbja e nxehtësisë, e cila ndodh për shkak të faktit se nxehtësia e lëshuar transferohet jo në vetë lëngun e punës, por përmes një sistemi të shkëmbyesve të nxehtësisë, ngrohja e të cilëve çon në një humbje të efikasitetit;
• një reduktim drastik i fuqisë kërkon zbatimin e parimeve të veçanta që ndryshojnë nga ato tradicionale për motorët me benzinë.

Së bashku me disavantazhet, termocentralet që veprojnë në njësitë Stirling kanë përparësi të pamohueshme:

• çdo lloj karburanti, sepse si çdo motor që përdor energji nxehtësie, ky motor në gjendje të funksionojë në një ndryshim të temperaturës në çdo mjedis;
• përfitueshmëria. Këto pajisje mund të jenë një zëvendësim i shkëlqyer për njësitë e avullit në rastet e nevojës për të përpunuar energjinë diellore, duke dhënë një efikasitet 30% më të lartë;
• Siguria mjedisore... Meqenëse termocentrali kW nuk krijon një moment shkarkimi, ai nuk gjeneron zhurmë dhe nuk lëshon substanca të dëmshme në atmosferë. Nxehtësia e zakonshme vepron si një burim energjie dhe karburanti digjet pothuajse plotësisht;
• thjeshtësi konstruktive. Për punën e tij, Stirling nuk do të kërkojë pjesë ose pajisje shtesë. Shtë në gjendje të fillojë në mënyrë të pavarur pa përdorur një motor fillestar;
• jetëgjatësia e shtuar e shërbimit. Për shkak të thjeshtësisë së tij, motori mund të sigurojë më shumë se njëqind orë punë të vazhdueshme.

Aplikimet e motorëve Stirling

Motori Stirling përdoret më shpesh në situatat kur kërkohet një pajisje për konvertimin e energjisë termike, e cila është e thjeshtë, ndërsa efikasiteti i llojeve të tjera të njësive termike është dukshëm më i ulët në kushte të ngjashme. Shumë shpesh, njësi të tilla përdoren për të fuqizuar pajisjet e pompimit, dhomat e ftohta, nëndetëset, bateritë që ruajnë energji.

Material video: YouTube.com/watch?v=fRY6rkuw3LA

Një nga fushat premtuese të përdorimit të motorëve Stirling janë termocentralet diellore, pasi kjo njësi mund të përdoret me sukses për të kthyer energjinë e rrezeve të diellit në energji elektrike. Për të realizuar këtë proces, motori vendoset në fokusin e një pasqyre që grumbullon rrezet e diellit, e cila siguron ndriçim të përhershëm të zonës që kërkon ngrohje. Kjo ju lejon të përqendroheni energji diellore në një zonë të vogël. Në këtë rast, karburanti për motorin është helium ose hidrogjen.